POLITECHNIKA RZESZOWSKA

Im. Ignacego Łukasiewicza

Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa

Katedra Awioniki i Sterowania

Laboratorium Podstaw Elektroniki

Układy Kombinacyjne

Maciej Tymoczko L9

Tomasz Tuszyński L9

Karol Wieczorek L9

1.Wstęp Teoretyczny

Układy kombinacyjne są jednymi z rodzajów układów cyfrowych, które nie zawierają pamięci. Realizowane są za pomocą bramek logicznych. Zmienne wyjściowe są określone jednoznacznie przez zmienne wejściowe. W układach kombinacyjnych zmienne wyjściowe można przyporządkować zmiennym wejściowym za pomocą tabel prawdy lub funkcji logicznych.

Bramka logiczna to układ scalony realizujący fizycznie pewną prostą funkcję logiczną, której argumenty (zmienne logiczne) oraz sama funkcja mogą przybierać jedną z dwóch wartości, np. 0 lub 1 Podstawowymi elementami logicznymi, stosowanymi powszechnie w budowie układów logicznych, są elementy realizujące funkcje logiczne: sumy (alternatywy), iloczynu (koniunkcji) i negacji.

Podstawowe bramki logiczne używane w elektronice:

Bramka NOT (negacja)

Symbol graficzny	Tabela Prawdy
	Wejście Wyjście 0 1 1 0

Jest to najprostsza bramka; jej zadaniem jest odwracanie (negowanie) sygnału wejściowego. Gdy na wejściu A ustawimy sygnał "1" to na wyjściu otrzymamy "0", a gdy na wejściu ustawimy "0" to na wyjściu pojawi się "1". Bramka ta zawsze ma tylko jedno wejście. Układ scalony zawierający bramki NOT to na przykład układ 7404.

Bramka AND (iloczyn)

Symbol graficzny	Tabela Prawdy
	Wejście A Wejście B Wyjście Y 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1

Bramka ta realizuje tzw. iloczyn logiczny. Na wyjściu stan "1" występuje tylko i wyłącznie wtedy gdy na wszystkich wejściach bramki ustawiony jest również stan logiczny "1". Bramka ta posiada co najmniej dwa wejścia u nas A i B - może jednak posiadać ich więcej - teoretycznie nieskończenie wiele. W praktyce spotyka się bramki posiadające do 8 wejść. Natomiast wyjście wszystkie bramki mają tylko jedno. Bramki AND można znaleźć np. w układzie 7408.

Bramka OR (suma)

Symbol graficzny	Tabela Prawdy
	Wejście A Wejście B Wyjście Y 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1

Jest to tzw. bramka sumy logicznej. W przypadku tej bramki wystarczy aby choć na jednym z jej wejść pojawił się stan "1" i wtedy na wyjściu również pojawi się jedynka logiczna "1". Odnośnie ilości możliwych wejść - jak wyżej. Bramki OR znajdują się między innymi w układzie 7432.

Bramka NAND (negacja iloczynu)

Symbol graficzny	Tabela Prawdy
	Wejście X Wejście Y Wyjście X*Y 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0

Bramka ta stanowi jakby połączenie bramki AND i NOT. Zero logiczne "0" na wyjściu jest ustawiane tylko wtedy gdy na obu wejściach jest jedynka logiczna "1". W pozostałych przypadkach na wyjściu zawsze jest stan "1". Widać więc, że jest ona dokładną odwrotnością bramki AND. Również i ta bramka może mieć wiele wejść i tylko jedno wyjście. Bardzo popularnym układem scalonym jest układ 7400 zawierający cztery bramki NAND.


Bramka NOR (negacja sumy)

Symbol graficzny	Tabela Prawdy
	Wejście A Wejście B Wyjście Y 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0

2.Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z zasadą działania układów kombinacyjnych oraz zbudowanie prostego układu realizującego zadaną przez prowadzącego funkcję.

3. Przebieg ćwiczenia:

Naszym zadaniem było podłączenie układu realizującego funkcję: (A n B) u C = D za pomocą układów logicznych dostępnych w laboratorium.

Rys.1 Przedstawia schemat realizujący powyższą funkcję.

Zależność stanu logicznego na wyjściu od stanów wejść dla zadanej funkcji (tzw. Tabela Prawdy):

A	B	C	B	AnB	(AnB)uC
0	0	0	1	0	0
0	0	1	1	0	1
0	1	0	0	0	0
1	0	0	1	1	1
1	1	0	0	0	0
1	0	1	1	1	1
0	1	1	0	0	1
1	1	1	0	0	1

4. Wnioski:

Zaleta układów kombinacyjnych wynika przede wszystkim z łatwej realizacji elementów logicznych zwanych bramkami logicznymi, które to elementy stanowią naturalną realizację formuł (wyrażeń) boolowskich, gdzie występują w postaci operatorów.

Układ składał się z trzech podstawowych bramek logicznych: NOT, OR oraz AND.